盾构刀盘驱动三级行星齿轮系统固有特性及灵敏度分析

建立了三级行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型,模型考虑了时变啮合刚度、各级中行星轮位置相角的时变性、啮合综合误差、阻尼等影响因素。基于特征值问题求解了系统结构的固有频率和振型,并将其系统振动模式归为三类：扭转耦合振动模式、平移耦合振动模式、行星轮振动模式。研究了不同振动模式下固有频率对系统参数的灵敏度。研究结果表明,在一些系统参数敏感点处,参数的微小变化不仅导致固有频率灵敏度、模态能量的大幅变化,也将引起能量在各级间发生转移,使得振动特性剧烈变化。     

基于低耗齿轮的大速比行星齿轮传动固有特性及振动分析

设计并采用低耗齿轮提高了大速比行星齿轮传动的效率。运用集中参数法建立了采用低耗齿轮的大速比行星齿轮传动的多自由度纯扭转动力学模型,通过对特征值问题的求解得到系统的各阶固有频率与振型矢量,归纳了大速比行星齿轮传动的固有特性;通过研究系统的共振转速与固有频率的关系,验证了纯扭转模型的准确性。在此基础上研究了低耗齿轮对该传动系统动力学特性的影响,结果表明,当低耗齿轮副的重合度设计在一定的范围时,传动系统的效率较高且振动较小。     

锥齿行星齿轮传动模态特性分析

根据相对质心的动量矩定理,建立了锥齿行星齿轮传动的多维动力学模型,采用归纳方法研究了模态特性.结果表明:该传动系统的模态可归结为4种典型振动模式,即:轴向平移—扭转、径向平移—扭摆、行星轮及轴向平移振动模式.在轴向平移-扭转振动模式下,中心构件呈现沿轴线方向的平移振动及绕该轴的扭转振动;在径向平移—扭摆振动模式下,中心构件呈现沿径向的平移振动及绕该方向的扭摆振动;在行星轮振动模式下,中心构件均不振动,仅行星轮在振动;在轴向平移振动模式下,中心构件仅呈现沿轴线方向的平移振动,其他方向不存在振动.与上述4种典型振动模式对应的固有频率的重数分别为1,2,N-3及N-2.该研究为锥齿行星传动的动态特性优化奠定了理论基础.     

同轴对转行星齿轮传动系统动态特性分析

本文以同轴对转行星齿轮传动系统为研究对象,基于齿轮系统动力学和Lagrange方程,采用集中参数法建立了同轴对转系统的耦合动力学模型,模型中考虑了轮系的支撑刚度、弹性耦合和功率流向。在各个齿轮副的偏心误差、齿频误差和时变啮合刚度共同作用下,用数值分析方法得到了同轴对转系统的位移响应和速度响应等时域动态特性,并对比了定轴轮系与差动轮系的载荷分配,为同轴对转传动系统的动态性能优化与振动噪声研究提供了依据。     

含区间参数的齿轮系统扭振固有特性研究

为研究啮合刚度等动力学参数的波动性对齿轮传动系统固有特性影响,以四自由度扭转振动齿轮传动系统模型为例,利用区间模态分析方法对含区间动力学参数齿轮系统模态特性进行分析。通过算例给出齿轮系统固有频率波动区间,并通过上下边界相对不确定量与曲线凹凸性分析区间参数对系统固有频率影响。结果表明,参数波动导致的区间固有频率并非关于确定性模型下固有频率中心对称,而存在上下偏差,导致该偏差的主要原因为曲线凹凸性;通过上下边界相对不确定量及凹凸性可判断固有频率随系统参数的波动规律,上下边界相对不确定量间差异越大曲线凹凸性越明显。在单区间参数分析中,不同区间动力学参数对系统固有频率影响不同。当所有参数区间波动均考虑时系统区间固有频率范围最大,超过工程能接受结果,因此设计分析时参数的区间波动性不可忽略。     

汽轮机-行星齿轮减速器耦合动力学特性分析

大功率齿轮箱是船舶轮机系统的重要设备之一,汽轮机通过齿轮箱将动力输出,齿轮系统与转子系统耦合在一起。为研究齿轮的啮合与振动对转子系统动力学特性的影响,针对某船舶动力系统,利用有限元法分别建立转子系统与转子-齿轮耦合系统的动力学方程,考虑齿轮系统的时变啮合刚度,求解并对比两种模型的振动特性。计算结果表明,齿轮的振动会降低转子系统的支撑刚度,使转子系统的临界转速降低,并增大振动响应幅值。另外,齿轮啮合刚度的时变性引起的振动属于参激振动,这种高频激励会传递到转子上。为了更精确计算整个轮机转子轴系动力学特性,需要考虑与转子相耦合的齿轮系统的振动。     

行星传动系统的固有特性及模态跃迁研究

建立了单级2K-H直齿行星传动的纯扭转集中参数动力学模型。研究了行星传动的固有特性,归纳出两种振动模式:行星轮振动模式和扭转振动模式,并研究了两种振动模式下行星传动的振动特征。通过求解子特征值问题得到了解析形式的固有频率表达式,并推导了固有频率对构件的支承刚度、质量、转动惯量以及齿轮啮合刚度等参数的敏感度解析式。从模态能量角度深入分析了模态跃迁现象对传动特性的影响,并给出了此现象发生的判别准则。仿真算例证明了所得结论的正确性。     

行星齿轮减速器总成失效分析

某运载车辆在行驶了约6000km后一套行星齿轮减速器总成失效.根据齿轮的硬度、化学成分、金相组织以及断口分析结果,综合行星齿轮减速器的工作原理,最终确定外齿圈为肇事件.行星齿轮减速器外齿圈淬火区不完整导致齿面局部硬度偏低,致使外齿圈齿面发生疲劳磨损是导致此次故障的根本原因,行星齿轮心部硬度偏高也促进了轮齿的断裂.     

机器人3K行星机构关节减速器设计

以3K行星齿轮机构作为模型,考虑了各种约束和设计要求,分析对比多组方案,得到了一种大传动比、高效率、小体积的机器人关节减速器的设计方案。     

变速箱双联齿和512齿轮失效分析

某型号变速箱在台架试验过程中,双联齿和与之啮合的512齿轮均发生失效事件。采用断口分析、金相检验、硬度测试以及化学成分分析等方法对失效件进行了检验。结果表明:由于双联齿和512齿轮的齿面存在严重的异常接触,加之双联齿的有效硬化层深度和心部硬度均低于技术要求,从而导致在台架试验过程中双联齿表面发生严重的接触疲劳剥落,与之啮合的512齿轮发生弯曲疲劳断齿。     

基础俯仰运动对风力机行星齿轮动力学特性的影响分析

由于塔架在风力作用下的弯曲振动,机舱会产生俯仰运动,进而对行星齿轮产生基础激励。从能量角度出发,考虑基础俯仰运动、轮齿脱啮和齿背啮合,通过第二类拉格朗日方程建立了基础俯仰运动下行星齿轮传动非线性弯-扭-轴耦合模型。与现有基础固定情况下的耦合模型相比,基础俯仰运动将引起附加阻尼、附加刚度和附加外激励,同时引起直齿轮平面运动与轴向运动的耦合。采用数值积分获得系统动态响应,评估轴向运动对系统动力学特性影响的大小,分析基础俯仰运动和齿圈支承刚度对行星齿轮动力学响应和均载特性的影响。结果表明,基础俯仰运动显著增大中心轮(行星架、齿圈和太阳轮)的横向振动;行星轮所受附加作用力不相同,运动对称性被破坏,系统出现不均载现象。当系统存在轮齿脱啮和齿背啮合时,增大齿圈支承刚度能显著改善均载特性,没有轮齿脱啮和齿背啮合时,均载系数随着齿圈支承刚度的增大而小幅增大。     

微线段齿轮系统动力学特性分析

利用有限元法求出了微线段齿轮的时变啮合刚度,考虑微线段齿轮齿廓的特殊性,建立了单自由度微线段齿轮传动系统的动力学模型,模型中考虑了综合误差、时变啮合刚度以及齿侧间隙。通过数值仿真分析了比对两种齿轮系统在不同转速、载荷下的动力学响应,并指出了系统的亚谐共振及其幅值跳跃特性。对比分析了两种齿轮的分叉特性,结果表明,微线段齿轮相比普通渐开线齿轮具有更好的稳定性,其系统的混沌转速区间小,在中高速重载时其系统振动幅值小,传动更加平稳。     

工程机械行星齿轮变速箱运动分析新方法

介绍了行星齿轮变速箱运动分析的新方法，它是基于行星传动机构仅存在两种独立的基本结构单元的概念及其对运动约束方程的分析，约束方程可通过分析有关的运动结构图来建立。采用实例分析讨论了该方法在工程机械领域的应用。     

双联行星减速器与RV减速器性能测试对比分析

测试与研究一种可替代RV减速器的新型双联行星减速器,通过测试两种减速器驱动功率与负载功率,计算其传动效率,分析新型双联行星减速器的综合性能.利用机器人减速器综合测试平台上的扭矩传感器,对两种减速器进行驱动功率与负载功率的测试,将结果制成折线图.通过折线图对比分析两种减速器的综合性能.研究发现:双联行星减速器的负载功率和...     

含轴向偏载的行星齿轮传动系统动态特性研究

轴向偏载是影响行星轮传动系统工作状态的重要因素,以行星轮传动系统为研究对象,运用牛顿动力学理论建立了行星传动平移-扭转动力学模型,讨论了轴向偏载对啮合刚度的影响。在考虑轮齿齿面接触特性基础上,揭示了轴向偏载对行星传动系统动态特性的影响。研究表明:太阳轮发生轴向偏载后,齿面接触区域产生偏移,其啮合刚度也随之发生改变。随着偏载的增大,啮合刚度逐渐减小,对行星传动系统的高阶固有频率影响较为明显。太阳轮与行星轮的外啮合动载荷将出现转频成分,并且当偏载增大时,其转频成分将明显增大,但其他频率成分基本保持不变。当存在轴向偏载时,浮动轨迹由圆形分布变为椭圆形分布,浮动轨迹中的变形量增加,从而系统振动更加明显,啮合冲击更激烈,影响系统的使用寿命。     

裂纹故障对行星齿轮传动系统动力学特性的影响

针对行星传动装置动态特性复杂、故障率高的问题,拟从动力学角度探索行星传动系统的故障机理。采用改进能量法,仿真分析正常与含裂纹齿轮时变啮合刚度,考虑时变啮合参数影响,运用集中参数法建立了行星齿轮传动系统动力学模型;求解得到了正常与含故障齿轮传动系统动态响应,并对比分析了裂纹故障对动力学特性的影响;通过台架实验,分析了裂纹故障对齿轮动态响应的影响,结合小波分析与EEMD方法对齿轮振动信号进行频谱分析,并对比分析了正常与故障齿轮的频域特性差异,揭示了行星齿轮传动系统的故障机理。研究表明:所建立的动力学模型精度较高,能够很好地描述含故障齿轮传动系统的动力学特性;由于裂纹故障引起传动系统振动的调制效应,导致在齿轮啮合频率附近出现明显边频带,故障齿轮箱的振动能量主要集中在高频段。     

新型少齿差行星齿轮装置振动特性分析与实验研究

对某少齿差行星齿轮装置进行结构改进设计,运用动力接触有限元法求得包括啮合刚度激励、误差激励、啮合冲击激励的轮齿啮合内部动态激励。通过建立有限元模态动力分析模型,计算齿轮装置固有频率及振型,综合考虑内外部激励情况下,研究该齿轮装置的结构动态响应及噪声。利用振动测试设备对该齿轮装置进行振动噪声测试。结果表明：分析预测值与实验结果相符。     

单联和双联液压管路系统流固耦合振动特性分析

飞机液压管路常用于发动机的燃油与滑油输送,由不同种类的卡箍将其固定,组成液压管路系统。根据管路形状不同,连接形式多样,常见的包括单联液压管路系统和双联液压管路系统。为避免复杂工作环境下因流固耦合振动而导致管路系统出现振动失效等问题,以典型的单联和双联液压管路系统为对象,基于管路本体的Euler-Bernoulli梁假设和黏弹性材料假设,采用牛顿法分别对管路和管路中的流体进行受力分析,再通过加减消元推导出管路系统的运动微分方程。然后,进行无量纲化处理,依据管路两端一般支承的边界条件求解出管路系统模态函数和频率方程,并通过Galerkin法将单联和双联管路系统的运动微分方程在模态空间内展开,进行振动特性的计算分析,获得内部液压油的流速、压力以及质量比对液压管路系统流固耦合振动特性的影响。     

单-双联卡箍管路系统建模及动力学特性分析

以航空发动机中的双联卡箍为研究对象,采用线性弹簧对其进行离散化等效处理。通过刚度测试装置获得双联卡箍的角刚度和部分线刚度;基于铁木辛柯梁理论建立两端固支条件下的双联卡箍管路系统的动力学模型,采用遗传算法结合模态试验搜索未能测定的双联卡箍刚度,其中仿真与试验固有频率误差不超过4.46%,两者频响函数吻合较好。在获得双联卡箍刚度的基础上,建立了单-双联卡箍管路系统的动力学模型,并通过锤击试验验证了模型的有效性,仿真与试验固有频率误差不超过3.86%,各阶振型对比较好,单-双联卡箍管路系统的动力学模型可用于卡箍管路系统振动特性分析工程实际之中。     

复式行星齿轮传动系统综合动力学模型及振动特性研究

建立了复式行星齿轮传动综合动力学模型,模型考虑了各构件的平移和扭转振动及静态传递误差。系统分析了复式行星齿轮传动系统的固有振动特性,研究了其固有频率的带状分布特点,根据中心构件及行星轮的振动特点,将系统振型分为三类,即中心构件平移-行星轮随机振动模式、中心构件扭转-行星轮相同振动模式、中心轮静止-相邻行星轮反向振动模式。